JP2002137602A - 回転体付き車輪 - Google Patents
回転体付き車輪Info
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Abstract
の回転体を備えた回転体付き車輪を提供する。 【解決手段】 車輪の直進方向に対して直交方向へ回転
する複数個の回転体10が車輪の周囲に配列されてい
る。各回転体10が、車軸1を中心とする半径方向に対
して交差する回転軸線X1を中心に回転自在に支持さ
れ、各回転体10は、その先端部12の直径を基端部1
1の直径よりも小さくして周面により車輪外周円C1の
円弧を形成する形状に形成されている。
Description
対して直交方向へ回転する複数個の非旋回式の回転体が
車輪の周囲に転向用に配列されている回転体付き車輪に
関するものである。
11−227404には、車輪の外周円に沿った回転軸
に直進方向と直角方向に回転するローラ状回転体が配列
され、各回転体間に緩衝部材が配置された車輪が開示さ
れている。また、特公平7−12829号公報或は特表
平10−500049号公報には、駆動輪を備えること
を前提に、多数の紡錘状の回転体が直進方向に対して傾
斜して設けられた車輪が開示されている。
転向用回転体により、キャスタと異なり旋回することな
く、つまり車輪の横幅を広げることなく、横方向へ或は
ベクトル分力に応じて車輪も回転させつつ斜めに走行す
ることができるが、回転体の直径に対応した幅で隣合う
回転体の前後端間に隙間が必然的に生じる。したがっ
て、その隙間に石等が挟まるために緩衝部材を介在させ
ているが、回転体との摩擦抵抗を生じたり、その非回転
によりスムーズに回転できない等の点で改良の余地が残
される。
転向用回転体により旋回することなく、横方向或は斜め
方向へ走行できるが、回転体の隣合う周面間に隙間を生
じ、また段差の乗り越えを配慮して車輪の直径を大きく
して各回転体の直進方向の縦幅も相応に広くしようとす
ると、斜めになった回転体により車輪の横幅、即ち旋回
半径がおのずと広がることになる。
体間の隙間の発生を抑制できる非旋回の回転体を備えた
冒頭に述べた類の回転体付き車輪を提供することを目的
とする。
成するために、請求項1により、車輪の直進方向に対し
て直交方向へ回転する複数個の回転体が車輪の周囲に配
列されている回転体付き車輪において、各回転体が、車
軸を中心とする半径方向に対して交差する回転軸線を中
心に回転自在に支持され、各回転体は、その先端部の直
径を基端部の直径よりも小さくして周面により車輪外周
円の円弧を形成する形状に形成されていることを特徴と
する。
軸線上に回転自在に支持され、直径が基端部から先端部
に向けて徐々に小さくなるか、或は一旦大きくなった後
に小さくなって周面で車輪外周円を形成する。小さな直
径の先端部が大きな直径の基端部に、均一径の場合に較
べてより近接可能となる。
の形態による車椅子の4輪のうち前輪に採用される回転
体付き車輪を説明する。この車輪9は、道路の歩道車道
間等の段差を容易に乗り越え得る程度に大きな直径を有
し、中心部に車軸1を備えたリム2の周囲に、車輪9の
直進方向に対して直交方向へ回転する複数個の同一形状
の回転体10を配列して構成されている。
心とする半径R1の方向に対してその半径円と同一面状
で直交方向からずれ角度の斜めに交差する回転軸線X1
上に位置する回転軸26に回転自在に支持されている。
各回転体10の直径は、半径R1に沿った基端部11か
ら先端部12に向けて連続的に小さく変化し、かつ周面
19が車輪9の車輪外周円C1への回転位置でその円弧
を形成し、したがって各回転体10は半紡錘形状に形成
されている。
端部11に形成された円錐面状の凹部25の外周側半分
に部分的に侵入して、車輪外周円C1に回転した周面1
9が好ましくは1mm乃至5mm程度の隙間19aで隣
合う回転体10の基端部11に近接し得るようになって
いる。
の基端部が取付けられ、凹部25のリム2側の周壁25
a及びリム2側の周面19間の隙間27に侵入し、さら
に先端部12間の隙間に侵入して隣合う回転軸26に対
して直交方向へ順に曲げられている。これにより、軸受
アーム20の途中位置21で回転軸26の基部側端部を
支持し、先端位置22で隣合う回転体10の回転軸26
の先端側端部を支持している。
輪に採用した場合の動作は次の通りである。車椅子が車
輪9の直進方向Aへ押されると、回転体10は回転する
ことなく直進する。同様に後退も可能である。回転体1
0の全部の周面19はほぼ連続した車輪外周円C1を形
成し得、また回転体10の前後端間の隙間はそれぞれの
回転動作が干渉しない程度に僅かであるために、その隙
間に石等が挟まるのが回避され、スムーズな走行が保証
される。
回転体10が回転して車椅子の進行方向が真横方向に転
向する。斜めに押すと、進行力を直交方向に分解された
ベクトルを分力に応じて、車輪9はその車軸1を中心に
回転すると共に、回転体10も回転軸26を中心に回転
して車椅子の進行方向は斜めの前進又は後退方向に転向
する。即ち、回転体10の非旋回により車輪9の横幅を
広げることなく、360度の全方向に走行することがで
きる。回転体10の周面19が充分な直径の車輪9の外
周に連続するために、路面の段差等を容易に引っ掛かり
を生じることなく乗り越えることができる。車椅子は、
後輪が回転体10を備えないことにより、横もしくは斜
めの走行過程でその方向へ徐々に転向して直進状態とな
る。
ム20は回転体10に隠れて見栄え良く構成されるが、
場合により回転体10の周面に形成した溝に挿入された
リング状の軸受アームで支持することも可能である。ま
た、軸受アーム20の途中位置で凹部25側の回転軸を
支持することなく、放射状に配列された軸受アームの先
端位置で回転体の先端側又は隣合う凹部側の回転軸を順
に交互に片持状に支持することも考えられる。
で、前述の回転軸26に代えて、回転体30の回転軸線
X1上の基端部31及び先端部に、同図Aに示すよう
に、ボール32を受ける凹曲面33aを有する軸受ボル
ト33(同図B)がねじ込まれている。この凹曲面は、
ボール32に回転自在に係合する回転体30の回転凹部
として機能する。一方、リム2に取付けられた軸受アー
ム35の先端位置及び途中位置にはボール32を受ける
凹曲面35aが形成されている(同図C)。これによ
り、軸受アーム35が、回転体30の先端部と隣合う回
転体30の凹部間の隙間に侵入すると共に、先端位置で
回転体30の先端側の回転凹部をボール32を介して回
転自在に支持し、途中位置で隣合う回転体30の基端部
31の凹部側の回転凹部を支持する。
れず、またリムに取付けられた軸受アームで片持状に回
転自在に支持する場合も、単なる均一径の円筒形状に較
べて同様に隣合う回転体間の隙間を狭くして石等が挟ま
れにくく構成される。このような場合でも、回転体を両
側で支持するように、軸受アームを延長することによ
り、前述と同様に途中位置で回転体の基端部を支持し、
延長した先端位置で先端側を支持することもできる。
体の別の実施の形態を示すもので、前述の回転体10と
同様に軸受アーム20aに支持された回転軸26に回転
自在に取り付けられた各回転体40は合成樹脂製であ
り、その基端部には隣合う回転体40を部分的に侵入さ
せる凹部45が形成されると共に、その外周基端部は、
材質により弾性を呈する環状のリップ部41として形成
されるている。一方、各回転体40の先端外周部には、
隣合う回転体40のリップ部41を侵入させる環状の段
差部42が形成されている。その段差面42aはリップ
部41の厚みに対応して内径が小さくなり、その前後幅
はリップ部41の侵入量に相当している。
41の先端が近接して隣接部分の隙間がなくなり、車輪
の真円度が確保されると共に、走行時にはリップ部41
に加わる段差面42aに拘束され、リップ部41の撓み
が抑制される。したがって、走行時のガタガタ音が解消
されて、スムーズに走行することができ、乗り心地が良
くなる。
らに別の実施の形態を示すもので、回転体50は回転軸
26が挿通される芯部51と、この芯部を回転軸線の周
り及び基端側から包囲する外筒部52とより、車輪とし
て振動を生じさせない適度な弾性を呈するそれぞれポリ
ウレタンの射出成形により別体の金型成形品として製作
されている。芯部51の外周面及び外筒部52の内周面
には、回転軸線方向の断面形状が凹凸状に変化して互い
に形状相補的に係合する凹凸部51a、52aが複数段
に形成されている。外筒部52は芯部51にそれぞれの
弾性を利用して嵌合され、その際凹凸部51a、52a
の互いの係合面55には接着剤を塗布しておくことによ
り、双方が確実に接合される。
射出成形する際に発生する可能性のあるひけ、ブローホ
ール、巣等に起因する走行時の異音発生が回避される。
さらに、凹凸部51a、52aの接着により、これらの
間に塵或いは水が侵入するのが防止され、これらに起因
する異音発生も回避される。
分の混合により発熱を伴うそれ自体周知の接着剤を用い
ることにより、それぞれの係合面55を互いに溶着させ
ることにより、信頼度の高い接着が可能になることが確
認されている。また、金型成形品としては、ゴムを用い
ることも考えられ、さらに芯部をプレス成形品等の金属
製としてウレタン系等の合成樹脂又はゴムの金型成形品
製の外筒部を嵌合させることもでき、その際同様に金型
成形品の肉厚が薄くなって、その内部微小欠陥の発生が
回避される。
車輪9は、車椅子の後輪に採用することもできる。さら
に、3輪もしくは4輪の全てに回転体を設けることによ
り、あらゆる方向に自在に走行可能となる。駆動輪を備
える車両の場合、3輪又は4輪をハの字形に構成すれば
あらゆる方向へ移動可能となる。
うに進行方向へ旋回することを要さずに、車両の進行方
向を前後斜めに自在に転向することができるだけでな
く、段差を容易に乗り越え得るように車輪の直径を大き
くした場合でも各回転体の隙間を互いに干渉しない程度
に僅かにすることができる。
部が相手方の基端部の凹部に侵入することにより、各回
転体の隙間を一層小さくすることができる。請求項3の
発明によれば、回転体間の隙間による真円度の低下、即
ち回転時のガタガタ音の発生が抑制される。請求項4の
発明によれば、前後端の径の差が大きくなり、隙間を小
さくするために回転体を互いに接近させ易くなる。
て合体することにより、合成樹脂もしくはゴムの金型成
形品で製作する場合に、肉厚を制限できることにより特
有の内部の微小欠陥の発生を防止でき、走行時の異音発
生を抑制できる。その際、請求項6の発明により、ポリ
ウレタン等の合成樹脂製とすることにより、振動を抑制
できる適度な弾性を備え、凹凸嵌合による合体を容易、
かつ確実にに行うことができる。また、請求項7の発明
により、芯部が金属製とする場合にも外筒部の金型成形
品の内部に微小欠陥が発生するのが回避できる。
僅かな隙間を伴って隣接する各回転体をアームを用いて
見栄え良く、しかも簡単な構造で回転自在に支持でき
る。その際、請求項8又は請求項10の発明によれば、
回転体の前後端で簡単な構造により安定状態で回転自在
に支持できる。
部断面図である。
する図である。
ある。
Claims (11)
- 【請求項1】 車輪の直進方向に対して直交方向へ回転
する複数個の回転体が車輪の周囲に配列されている回転
体付き車輪において、 各回転体が、車軸を中心とする半径方向に対して交差す
る回転軸線を中心に回転自在に支持され、 前記各回転体は、その先端部の直径を基端部の直径より
も小さくして周面により車輪外周円の円弧を形成する形
状に形成されていることを特徴とする回転体付き車輪。 - 【請求項2】 各回転体の先端部が隣合う前記回転体の
基端部に近接し得るように、前記各回転体の前記先端部
が、隣合う前記回転体の前記基端部に形成された凹部に
部分的に侵入していることを特徴とする請求項1記載の
回転体付き車輪。 - 【請求項3】 各回転体の凹部として形成された基端部
の外周部分が、前記回転体の材質により弾性を呈する環
状のリップ部として形成されると共に、前記各回転体の
先端部に、隣合う前記回転体の前記リップ部を侵入させ
る環状の段差部が形成されたことを特徴とする請求項2
記載の回転体付き車輪。 - 【請求項4】 各回転体が、その直径を基端部から先端
部に向けて連続的に小さくする半紡錘形状であることを
特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか記載の回転
体付き車輪。 - 【請求項5】 各回転体が、回転軸線を中心に回転自在
に支持される芯部と、この芯部を前記回転軸線の周りで
包囲し、かつ弾性材質の金型成形品製である外筒部とよ
り形成され、 前記芯部の外周面及び前記外筒部の内周面に、前記回転
軸線方向の断面形状を凹凸状に変化させて互いに形状相
補的に係合する凹凸部が形成されていることを特徴とす
る請求項1乃至請求項4のいずれか記載のの回転体付き
車輪。 - 【請求項6】 芯部及び外筒部が合成樹脂製であり、そ
れぞれの凹凸部の係合面が接着されていることを特徴と
する請求項5記載の回転体付き車輪。 - 【請求項7】 芯部が金属製であり、外筒部が合成樹脂
製又はゴム製であることを特徴とする請求項5記載の回
転体付き車輪。 - 【請求項8】 リムに基端部が取付けられた軸受アーム
が、回転体の先端部と隣合う回転体の凹部間の隙間に侵
入すると共に、前記軸受アームの先端位置で前記回転体
の先端側の回転軸を支持し、前記軸受アームの途中位置
で隣合う前記回転体の前記凹部側の回転軸を支持するこ
とを特徴とする請求項2又は請求項3記載の回転体付き
車輪。 - 【請求項9】 リムに基端部が取付けられた軸受アーム
が、回転体の先端部と隣合う回転体の凹部間の隙間に侵
入すると共に、前記軸受アームの先端位置で前記回転体
の先端側の回転軸又は隣合う前記回転体の前記凹部側の
回転軸を支持することを特徴とする請求項2又は請求項
3記載の回転体付き車輪。 - 【請求項10】 リムに基端部が取付けられた軸受アー
ムが、回転体の先端部と隣合う回転体の凹部間の隙間に
侵入すると共に、前記軸受アームの先端位置で前記回転
体の先端側の回転凹部を支持し、前記軸受アームの途中
位置で隣合う前記回転体の前記凹部側の回転凹部を支持
することを特徴とする請求項2又は請求項3記載の回転
体付き車輪。 - 【請求項11】 リムに基端部が取付けられた軸受アー
ムが、回転体の先端部と隣合う回転体の凹部間の隙間に
侵入すると共に、前記軸受アームの先端位置で前記回転
体の先端側の回転凹部又は隣合う前記回転体の前記凹部
側の回転凹部を支持することを特徴とする請求項2又は
請求項3記載の回転体付き車輪。
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